\mysection{Auswahl eines geeigneten Benachrichtigungsgerätes}
\label{konzept:sec:konzept_geraeteauswahl}
In diesem Teil des Konzeptes beschäftigen wir uns damit, wie wir herausfinden,
welches Gerät für die Benachrichtigung ausgewählt werden soll. Die Auswahl eines
geeigneten Benachrichtigungsgerätes ist sehr wichtig. Würde ein beliebiges Gerät
für die Benachrichtigung ausgesucht werden, könnte es sein, dass der Benutzer
eine Benachrichtigung über dieses Gerät nicht wahrnimmt. Dies kann mehrere
Ursachen haben. Das Gerät könnte sich in einem anderen Raum befinden, wo der
Benutzer es nicht hören oder sehen kann. Ein visuelles Gerät könnte sich aber
auch außerhalb seines Sichtbereichs befinden, z.B. wenn eine Lampe oder ein
Bildschirm sich hinter ihm befindet. Deswegen ist es essentiell, für die vorher
gewählte Präsentationsart, die passenden Benachrichtigungsgeräte zu finden.
\\
Eine bidirektionale Interaktion mit dem Benutzer wird hier nicht betrachtet. In
diesem Konzeptteil geht es lediglich um die Benachrichtigung des Benutzers und
die Geräte, die für diese Aufgabe benutzt werden. Wie diese Abgrenzung der
Geräte genau aussieht, wird im nächsten Abschnitt beschrieben.
\\
Um auf Basis einer Modalitätsauswahl ein Gerät zu finden, worüber benachrichtigt
wird, gibt es unseren Nachforschungen nach nur sehr wenige Studien, die den
eigentlichen Prozess der Geräteauswahl nur ungenau oder gar nicht
beschreiben. Sämtliche Überlegungen basieren somit auf Annahmen und
Schlussfolgerungen.
\mysubsection{Unterscheidung: Benachrichtigungsgerät vs. Interaktionsgerät}
\label{konzept:subsec:konzept_geraeteauswahl_benachrtichtigungsgeraet_vs_interaktionsgeraet}
Bevor wir mit der Beschreibung des Prozesses zur Auswahl eines geeigneten
Benachrichtigungsgerätes beginnen, müssen wir an dieser Stelle zwei
Geräteklassen für die weiteren Beschreibungen unterscheiden. Wir unterscheiden hier zwischen
Benachrichtigungsgeräten und Interaktionsgeräten. Benachrichtigungsgeräte bieten
nicht zwingend eine Schnittstelle für eine Benutzereingabe, welche z.B. für ein
eventuelles Feedback vonnöten wäre. Es dient in erster Linie der
Benachrichtigung des Benutzers und sollte als solches Möglichkeiten bieten, die
gewählte Präsentationsart(s. Tabelle \ref{tab:praesentationsarten}) umzusetzen.
\\
Interaktionsgeräte hingegen müssen eine Schnittstelle fürBenutzereingaben bieten, z.B. ein Touchpanel. Ein Benachrichtigungsgerätkann somit in manchen Fällen auch gleichzeitig Interaktionsgerät sein, wenn eseine Schnittstelle für Benutzereingaben besitzt.
\\
In diesem Teil des Konzeptes geht es also um die Auswahl eines
Benachrichtigungsgerätes. Die Interaktion wird später im Konzept behandelt.

\mysubsection{Ausgangssituation}
\label{konzept:subsec:konzept_geraeteauswahl_ausgangssituation}
In der Ausgangssituation haben wir nicht alle nötigen Informationen, die wir
brauchen, um das Gerät zu bestimmen, über welches benachrichtigt werden soll. In
der derzeitigen Situation ist uns lediglich die Präsentationsart bekannt, welche
verwendet werden soll. Diese umfasst die zu nutzenden Modalitäten, inklusive
ihrer Art und Weise sowie die Information, ob eine Benachrichtigung im zentralen oder
im peripheren Sichtbereich stattfinden soll. Wie diese Präsentationsart
bestimmt wird, haben wir im vorherigen Teil des Konzeptes
\ref{konzept:sec:konzept_wichtigkeit_dringlichkeit} erläutert.
\\
Zu diesem Zeitpunkt haben wir allerdings keinerlei Informationen über den
Benutzer und eventuell vorhandenen Geräten in seiner Umgebung.
% Diese Situation wird mit der Grafik %
% \ref{fig:konzept_geraete_auswahl_ausgangssituation} dargestellt.
% \begin{figure}[htb] \centering
% \includegraphics[width=0.9\textwidth]{images/Einflussbereiche_unbekannte_geraete}
% \caption{Ausgangssituation im Wohnraum - Es sehen uns keine sinnvollen
% Informationen für eine Geräteauswahl bereit}
% \label{fig:konzept_geraete_auswahl_ausgangssituation} \end{figure}
\mysubsection{Welche Informationen sind nötig und woher bekommen wir sie?}
\label{konzept:subsec:konzept_geraeteauswahl_welche_infos_und_woher}
Wir benötigen für die Auswahl des Benachrichtigungsgerätes Informationen über
den Benutzer und die vorhandenen Geräten in der Smart-Home-Umgebung. Betrachten wir
zunächst die möglichen Benachrichtigungsgeräte.

\mysubsubsection{Informationen über die Geräte}
\label{konzept:subsubsec:informationen_ueber_die_geraete}
Die Geräte in einem Haushalt besitzen verschiedene Modalitäten, welche das
Benachrichtigungssystem nutzen kann, um den Benutzer zu benachrichtigen. Dies
haben wir bereits unter \ref{sota_sec:modalitaeten_und_geraete} erläutert und
mit der Abbildung \ref{fig:modalitaeten_geraete} eine kleine Übersicht über
bekannte Geräte gegeben. Diese Geräte müssen uns in der Smart-Home-Umgebung
natürlich in irgend einer Form bekannt sein, damit wir damit arbeiten können.
Von den Geräten, welche in der Smart-Home-Umgebung existieren, benötigen wir
mehrere Informationen. Zuerst brauchen wir eine Liste mit Geräten, welche
betriebsbereit sind. Nur diese kommen für eine Benachrichtigung in Frage.
Weiterhin brauchen wir noch zu jedem Gerät die Modalitäten, die unterstützt
werden, da nicht jedes Gerät alle Modalitäten beherrscht(s.
\ref{sota_sec:modalitaeten_und_geraete}). An dieser Stelle muss beachtet werden,
dass wir speziell für Geräte mit visuellen Benachrichtigungsschnittstellen eine
zusätzliche Information benötigen: die Ausrichtung. Denn ein Bildschirm würde
einen Benutzer nicht benachrichtigen können, wenn dessen Sichtfläche nicht zum
Benutzer zeigt. Eine weitere wichtige Information ist die Standortkoordinate.
Ein Benutzer könnte beispielsweise nicht durch ein Gerät benachrichtigt werden,
falls er sich nicht im selben Raum oder Etage befindet (im Falle einer visuellen
Benachrichtigung). Bildschirme würden zwar möglicherweise in seine Blickrichtung
zeigen, jedoch wäre die Sicht durch eine Wand versperrt, wenn sich die Geräte in
einem anderen Raum befinden.
\\
Sämtliche Informationen über die möglichen Benachrichtigungsgeräte müssen vom
Smart-Home-System bereitgestellt werden, da sich die Geräte dort registrieren
müssen. Das Benachrichtigungssystem muss wissen, welche Geräte in diesem
Haushalt zur Verfügung stehen. Diese Informationen erfährt das
Benachrichtigungssystem über Schnittstellen, die die Smart-Home-Umgebung
anbietet.

\mysubsubsection{Informationen über den Benutzer}
\label{konzept:subsubsec:informationen_ueber_den_nutzer}
Nicht nur über mögliche Benachrichtigungsgeräte müssen wir Informationen haben,
um zu entscheiden, welches für die Benachrichtigung verwendet werden soll.
Ebenso vom Benutzer selbst sind Informationen vonnöten, um diese Entscheidung zu
treffen. Als erstes benötigen wir den Standort des Benutzers. Denn wie schon
unter \ref{konzept:subsubsec:informationen_ueber_die_geraete} beschrieben, ist
es nötig, die Position des Gerätes und die des Benutzers zu wissen, um ein
Benachrichtigungsgerät auszuwählen. Die Positionsinformation vom Benutzer sollte
vom Smart-Home-System bereitgestellt werden. Denn man kann einen Benutzer nur
benachrichtigen, wenn ein Gerät ihn auch mit der Benachrichtigung erreicht.
Analog zur Ausrichtung eines Bildschirms ist nicht nur die Position wichtig,
sondern auch der Blickwinkel des Benutzers. Dadurch können Aussagen getroffen
werden, ob ein Bildschirm im Sichtbereich des Benutzers liegt oder nicht. In
Kapitel \ref{sota_sec:modalitaeten_visuell} haben wir erläutert, dass es bei der
visuellen Modalität zu Einschränkungen kommt. Der menschliche Blickwinkel ist
begrenzt. Mit beiden Augen deckt der Mensch im Schnitt einen horizontalen
Blickwinkel von 170° ab \citep{Woessner:1998}. Vertikal sind es ca. 110°. Ein
Benutzer hat auch einen zentralen und peripheren Sichtbereich, ausgehend von
seiner Sehachse. Der zentrale Sichtbereich beträgt 2°-7° zu beiden Seiten der
Sehachse \citep{Woessner:1998}.
\\
Im normalen Haushalt befinden sich die Geräte mit visuellen
Benachrichtigungs"-möglichkeiten jedoch meist auf Augenhöhe, sodass die
vertikale Größe vernachläs"-sigt werden kann. Also muss darauf geachtet werden,
dass visuelle Benachrichtigungsgeräte immer im Sichtbereich des Benutzers sind,
um für die Benachrichtigung in Frage zu kommen. Aber der Sichtbereich alleine
reicht nicht aus um sicherzugehen, dass der Benutzer eine Benachrichtigung über
dieses Gerät wahrnimmt. Bildschirme haben auch eine Ausrichtung. Um es hier im
Konzept zu vereinfachen, gehen wir davon aus, dass ein Bildschirm bei einem
Blickwinkel von unter 180° noch ablesbar ist (gerätespezifische Einschränkungen
werden hier außer Acht gelassen). Daraus ergibt sich, dass die Sichtfläche des
Bildschirms mit dem äußersten Sichtbereich des Menschen erreichbar sein muss.
Dies ist in Abbildung \ref{fig:konzept_sichtbereich_mit_display}
veranschaulicht. Lampen oder Lichter sind hiervon i.d.R. nicht betroffen, da
diese im Allgemeinen in alle Richtungen ausstrahlen. Sie werden daher immer
vom Benutzer gesehen, sofern die Lichtquelle in seinem Sichtbereich liegt.
\begin{figure}[htb] \centering
\includegraphics[width=0.9\textwidth]{images/Sichtbereich_mit_display}
\caption{Sichtbereich des Benutzers mit Bildschirm als Beispiel}
\label{fig:konzept_sichtbereich_mit_display}
\end{figure}
Nun haben wir die nötigen Parameter aufgezählt, welche für die Auswahl eines
Benachrichtigungsgerätes nötig sind. Alle Informationen, die wir zu diesem
Zeitpunkt haben, sind in Abbildung \ref{fig:konzept_geraete_auswahl}
zusammengefasst. Wir kommen nun zum eigentlichen Auswahlprozess des Gerätes.
\begin{figure}[htb] \centering
\includegraphics[width=0.9\textwidth]{images/Einflussbereiche}
\caption{Sichtbereich und Geräte}
\label{fig:konzept_geraete_auswahl}
\end{figure}

\mysubsection{Kriterien für die Geräteauswahl}
\label{konzept:subsec:kriterien_geraeteauswahl}
Wir haben nun alle nötigen Informationen über den Benutzer und vorhandenen
Geräte im Haushalt, um eine Entscheidung über das Benachrichtigungsgerät zu
treffen. Vor uns liegt sozusagen ein Pool an Geräten, aus dem wir das passende
Gerät herausfiltern müssen. Wir fassen noch einmal die fünf wichtigen Kriterien
für den Auswahlalgorithmus zusammen.
% %
\paragraph{Position} Eine Einschränkung erfolgt über die Position des Gerätes
und des Benutzers. Benachrichtigungsgeräte müssen sich innerhalb des Raumes
befinden, in dem sich der Benutzer aufhält. Eine Benachrichtigung mit einem
Gerät außerhalb des Raumes mit den Benutzer wäre ineffektiv, da man nicht davon
ausgehen kann, dass der Benutzer die Benachrichtigung dann wahrnimmt. Hierzu
kann es kommen, wenn unabsehbare Störfaktoren mitwirken, wie z.B. plötzlicher
Lärm aus dem Fenster oder von einem anderen Gerät.
% %
\paragraph{Gerätestatus} Ein weiteres Kriterium ist der Gerätestatus. Es können
nur Ge"-rä"-te genutzt werden, welche sich im eingeschaltetem und verfügbaren
Zustand befinden.
% %
\paragraph{Modalität} Bei einer Präsentationsart, welche akustische und visuelle
Signale beinhaltet(Art 4 und 5, s. \ref{tab:praesentationsarten}), werden Geräte
bevorzugt, die beide Modalitäten unterstützen.Es könnte sonst für den Benutzer
verwirrend sein, wenn in einer Ecke des Zimmers etwas blinkt und versucht wird
seine Aufmerksamkeit zu bekommen, aus einem anderen Bereich aber ein akustisches
Signal ertönt. Bei Bildschirmen o.Ä. muss aber unter anderem auf den Blickwinkel
geachtet werden. Wie dies genau zu verstehen ist, haben wir bereits unter
\ref{konzept:subsubsec:informationen_ueber_den_nutzer} erläutert und mit
Abbildung \ref{fig:konzept_sichtbereich_mit_display} veranschaulicht. Ist eine
gemeinsame akustische und visuelle Benachrichtigung über ein Gerät nicht
möglich, so wird versucht, über zwei separate Geräte zu benachrichtigen. Wenn
eine der beiden Modalitäten nicht verfügbar ist, wird die Benachrichtigung
trotzdem mit der verfügbaren Modalität ausgeführt. Präsentationsart 2 und 3 sind
rein visuelle Benachrichtigungen. Ist hier jedoch kein visuelles Gerät für eine
Benachrichtigung verfügbar, so wird auf die akustische Modalität ausgewichen und
es ertönt ein kurzes Signal.
% %
\paragraph{zentraler und peripherer Sichtbereich} Eine der Informationen, welche
wir von Anfang haben, ist die Präsentationsart. Sie beinhaltet unter anderem die
Information, ob der Benutzer im zentralen oder peripheren Sichtbereich
benachrichtigt werden soll. Der zentrale Sichtbereich beträgt 2°-7° zu beiden
Seiten der Sehachse. Sieht die Präsentationsart ein visuelles Gerät im
peripheren Sichtbereich vor, so vernachlässigen wir alle visuellen Geräte im
zentralen Sichtbereich. Erst wenn im peripheren Sichtbereich keine solchen
Geräte gefunden werden, nehmen wir ein Gerät aus dem zentralen Sichtbereich.
% %
\paragraph{Entfernung} Um eine Benachrichtigung sicherzustellen, sollte das dem
Benutzer am nächsten stehende Gerät verwendet werden. Weiter entfernte Geräte
könn"-ten durch Störgeräusche oder anderweitig visuelle Einflüsse bei einer
Benachrichtigung überhört oder übersehen werden.

\mysubsection{Auswahlalgorithmus}
\label{konzept:subsec:auswahlalgorithmus}
Die Auswahl des Gerätes können wir in zwei Teile anhand der Präsentationsart
unterscheiden. Die erste Präsentationsart brauchen wir hier nicht betrachten, da
bei dieser Präsentationsart keine Benachrichtigung stattfindet und wir kein
Benachrichtigungsgerät brauchen. Der erste Fall ist für Präsentationsart 2 und 3
zu betrachten.

\paragraph{Präsentationsart 2 und 3}
Bei diesen beiden Präsentationsarten muss ein visuelles Gerät ausgewählt
werden, welches im peripheren Sichtbereich des Benutzers liegt. Zuerst
betrachten wir alle Geräte, die sich im selben Raum wie der Benutzer befinden.
Aus diesen Geräten wählen wir die visuellen Geräte, die sich im peripheren
Sichtbereich des Benutzers befinden. Ist ein solches Gerät nicht vorhanden,
versuchen wir zuerst ein visuelles Gerät im zentralen Sichtbereich zu finden.
Ist auch solch ein Gerät nicht zu finden, wird ein Gerät gewählt, welches eine
akustische Ausgabe unterstützt. Dann wird als Ersatzlösung ein akustisches
Signal ausgegeben. Als letzter Prozess werden alle bisher gefundenen Geräte nach
ihrer Entfernung sortiert und das dem Benutzer am nächsten stehende wird
ausgewählt.

\paragraph{Präsentationsart 4 und 5}
Bei Präsentationsart 4 und 5 soll über ein visuelles Gerät im zentralen
Sichtbereich und zusätzlich akustisch benachrichtigt werden. Wir versuchen bei
diesen Präsentationsarten ein Gerät zu finden, welches beide Modalitäten
unterstützt. Die ersten Schritte sind analog zu denen der Präsentationsarten 2
und 3. Wir betrachten alle Geräte die sich im selbem Raum wie der Benutzer
befinden. Anschließend suchen wir alle visuellen Geräte, die sich im zentralen
Sichtbereich befinden, heraus. Falls dieses Gerät auch akustische
Benachrichtigungen unterstützt, fügen wir dieses Gerät unserer Auswahlliste
hinzu. Falls keine Geräte im zentralen Sichtbereich zu finden sind, versuchen
wir ein Gerät im peripheren Sichtbereich zu finden, welches beide Modalitäten
unterstützt. Wenn auch hier kein Gerät gefunden wurde, versuchen wir einzelne
Geräte zu finden, die jeweils eine Modalität unterstützen. Hier versuchen wir
für das visuelle Signal zuerst wieder ein Gerät im zentralen Sichtbereich zu
finden. Falls dies fehlschlägt, wird wieder auf den peripheren Sichtbereich
ausgewichen. Zum Schluss werden die gefundenen Geräte wie in den anderen
Präsentationsarten nach Entfernung sortiert.
\\\\
Nun sollte ein geeignetes Benachrichtigungsgerät gefunden worden sein. Falls
kein Benachrichtigungsgerät gefunden wurde, wird dies dem aufrufenden Prozess
mitgeteilt. Dieser muss dann entscheiden, wann ein erneuter Aufruf für die
Auswahl eines Benachrichtigungsgerätes stattfinden soll.
\\
Im nächsten Teil des Konzeptes wird der Benachrichtigungsprozess beschrieben, in
dem die zuvor beschriebenen Konzeptteile "`Auswirkung von Wichtigkeit und
Dringlichkeit auf die Präsentationsart"'
(\ref{konzept:sec:konzept_wichtigkeit_dringlichkeit}) und "`Auswahl eines
geeigneten Benachrichtigungsgerätes"' (\ref{konzept:sec:konzept_geraeteauswahl})
verwendet werden.